考虑虚拟惯性的VSC-MTDC改进下垂控制策略

针对多端柔性直流(简称多端柔直)系统用于异步互联时各交流电网的频率稳定问题,提出了一种考虑虚拟惯性的多端柔直系统改进下垂控制策略。该控制策略以提高整个系统的惯性水平为目标,利用直流电压建立起交流电网频率和换流站传输的有功功率之间的联系,使得在单个交流电网因故障而产生频率偏差时,其余交流电网可以提供一定的频率支援能力,在保证直流电压稳定性的前提下改善故障交流电网的频率响应特性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建三端柔直系统以验证所提控制策略的有效性。     

考虑加快电网频率恢复的风电机组自适应虚拟惯性控制策略

传统风电机组虚拟惯性控制的惯性时间常数较大,虽抑制了频率变化率（Rate of Change of Frequency,ROCOF）,但也阻碍了频率的恢复。文章提出了一种风电机组自适应虚拟惯性控制,该控制在频率扰动初期能够提供适当的虚拟惯性支撑,同时在频率恢复期间加快频率恢复。首先,文章控制策略在频率跌落或者上升阶段,根据ROCOF的最大值,自适应计算出虚拟惯性时间常数。该值一直保持到ROCOF的极性发生变化,切换至根据ROCOF计算出的虚拟惯性时间常数,此时的ROCOF较小,虚拟惯性时间常数趋于零。故在频率恢复阶段,风电机组退出虚拟惯性支撑,从而帮助频率加快恢复。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真算例,仿真结果,表明文章所提控制策略能够提供虚拟惯性支撑和加快扰动后频率恢复。     

考虑发电成本最低的多端柔直自适应下垂控制策略研究

针对多端柔性直流系统中的功率最优分配问题,提出了一种总发电成本最低的自适应下垂协调控制策略。建立以发电费用最低为目标函数的多端柔直经济调度模型,计及交流线路输电损耗、直流线路电压降、换流站有功调节容量等因素,并通过所提改进控制寻求模型的最优解。所设计的控制策略可在无需通信和上层调度参与的情况下,利用本地电压信号实现功率的自适应经济分配,并满足等微增率原则。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建并联型四端柔直系统以验证所提控制策略的有效性。     

基于虚拟惯性的改进短时过载控制策略的研究

提出了基于双馈风电机组的改进短时过载控制策略.首先阐述了DFIG的基本理论及运行特性,随后深入分析了目前常用的双馈风电机组短时过载控制方式的工作原理及其局限性,针对其存在转子动能过度释放的隐患及造成频率二次跌落的现象分析成因.基于此提出了改进短时过载控制策略,并利用Matlab/Simulink建立3机9节点系统模型进...     

考虑虚拟惯性时间常数和频率二次跌落的风电频率综合控制策略

首先,根据虚拟惯性时间常数对风电机组惯性支撑能力进行定量表征,进而分析转矩控制器参数对虚拟惯性时间常数的影响。在此基础上,提出一种自适应下垂控制与转矩控制器模糊自适应控制相结合的频率综合控制策略,实现对虚拟惯性时间常数的灵活调整,在抑制系统频率快速变化的同时,加快频率恢复,并可有效解决频率二次跌落问题。最后通过仿真验证所提控制策略的有效性以及对频率二次跌落的改善作用。     

多端柔性直流控制保护系统架构和策略

对多端柔性直流输电控制保护系统的三层分布式结构进行阐述,针对多端协调控制功能,提出直流控制系统设计为三层结构,分别为:站间协调控制层、极控制层和换流器控制层,其中在站间协调控制层采用多端主控制器来实现各换流站控制器间的协调,保证直流多端电网失去直流电压控制站后,继续维持直流电网电压在额定值附近。对多端柔性直流输电控制保护系统中组网方式进行归纳总结基础上,提出基于站间快速通讯的多站协调控制和基于上层控制的多站协调控制,这种方式对于多端柔性直流输电系统站间协调控制是有效的。     

考虑最优转子动能的风电场自适应频率控制策略

文章提出了一种考虑最优转子动能的风电场自适应频率控制策略。该控制策略通过转子转速与桨距角协调控制,使得风电机组具有更多的可释放转子动能,且频率下垂控制系数通过当前的转子动能的大小进行自适应调节。最后,在PSCAD/EMTDC环境中建立仿真模型,对所提控制策略进行了验证。结果表明,所提控制策略能够更大程度地利用风电场蕴含的转子动能,有效提升了风电场的频率支撑效果。     

基于自适应虚拟阻抗的分布式电源并联控制策略

当传统下垂控制策略应用于低电压微电网分布式电源并联系统时,其等效输出阻抗易受线路阻抗的影响而呈阻性,致使无功功率不能完成精准分配,破坏微电网系统的稳定性。因此,分析了低电压微电网系统的等效输出阻抗,并提出将自适应虚拟阻抗添加到电压电流双闭环控制方法,结合下垂特性可实现无功和有功功率的解耦,还能对产生的环流进行有效抑制;又利用CAN通讯技术通过引入电压补偿信号在线监测无功功率分配,以提高各分布式电源无功功率的分配精准度。最后通过在仿真平台建立两台逆变器并联运行模型,验证了该方法的可行性和稳定性。     

基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略研究

提出一种基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略。首先,通过在变换器输出电压上叠加交流电压,构造交流电压频率和输出电流之间的下垂特性;同时,利用交流电压产生的无功功率调节各变换器输出电压,实现电流的精确分配;然后,通过引入虚拟电阻和电压二次补偿措施,实现母线电压恢复同时提高系统稳定性。该文所提控制策略无需通信网络,有效提高了微电网即插即用性能。最后,通过仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

海上风电多端柔性直流并网系统频率支持研究

针对海上风电多端柔性直流(VSC-MTDC)并网系统,重点研究风电VSC-MTDC对岸上电网调频功能.通过建立详细风电场、换流站和电网模型,提出一种适用于海上风电VSC-MTDC并网系统动态频率调节方法,即改进斜率控制.整个海上风电场VSC-MTDC加入改进斜率控制后,可使有功功率在若干岸上换流站之间合理分配,从而确保...     

大规模风电经柔直并网时的系统稳态控制策略

围绕大规模风电经柔性直流输电 （voltage sourced converter based DC transmission,VSC-DC）并网时的系统稳态控制策略展开研究,并将整个系统分成风场内双馈感应式发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）系统和风场外VSC-DC系统2个独立部分分别进行控制,提出并分析了风场内DFIG系统的稳态控制策略,包括场站内DFIG的转子侧整流器（rotor side converter,RSC）、网侧逆变器（grid- side converter,GSC）稳态控制策略,以及风场外VSC-DC系统的网侧逆变器（grid side VSC,GSVSC）、风场侧整流器（wind farm VSC,WFVSC）稳态控制策略。最后,2种典型风速工况下的仿真结果证明了所提出的系统级稳态控制策略非常有效。     

基于DE-RBF混合优化算法的微电网自适应下垂控制策略

孤岛微电网因线路阻抗各异,采用传统下垂控制无法实现功率按分布式电源容量比例分配,会产生电压/频率偏差。为此,提出一种基于DE-RBF混合优化算法的自适应下垂控制策略。首先,构建下垂控制的两逆变器并联微电网系统动态模型,应用差分进化（differential evolution,DE）算法获得多个平衡点的优化下垂控制参数。为提高系统的动态响应速度与稳定性,通过训练径向基（radial basis function,RBF）神经网络,对每个平衡点参数进行校正。进而,通过增加RBF神经网络的隐含层数量,推广至多个逆变器并联微电网。以采集的有功功率和无功功率作为训练数据,输出最优下垂系数,实现微电网的自适应下垂控制。最后,搭建Matlab/Simulink仿真平台,验证了所提自适应下垂控制方法相比于传统下垂控制,系统响应速度快,功率按照分布式电源容量比例分配。     

基于改进下垂控制的双馈风电机组频率控制策略

为高效利用风机旋转动能,提高风电机组的频率支撑能力,文章在传统下垂控制策略的基础上,提出一种基于改进下垂控制的双馈风电机组频率控制策略。该策略通过结合扰动后电网频率动态特性,提出了可随系统频率变化率（RoCoF）变化的自适应下垂控制系数,在不同扰动下,有效提高风电机组频率支撑能力,改善系统最大频率偏差和最大频率变化率。基于EMTP-RV仿真软件搭建了四机两区域系统模型进行仿真,结果表明,改进后的下垂控制可有效应对不同扰动工况,提高了风电机组频率响应能力,进一步地改善了系统频率稳定性。     

基于下垂控制的微电网新型控制策略

文章提出一种适用于低压微电网运行的新型正弦虚拟有功-频率下垂控制策略。首先,通过坐标旋转变换实现功率的解耦控制,使传统下垂控制能够扩展应用到低压微电网中。然后,采用正弦虚拟有功-频率下垂控制,无须下垂限幅控制环节即可保证逆变器功率输出在功率限值范围之内,并且改进的控制策略在额定功率附近下垂系数比较大,可减小无功分配误差。最后,以Matlab/Simulink为仿真平台建立微电网仿真模型,仿真结果验证了所提改进控制策略的正确性和可行性。     

考虑直流侧电容存储能量的风电机组虚拟惯性控制策略

文章在传统转子动能虚拟惯性控制策略基础上,提出了一种考虑直流侧电容存储能量的风电机组虚拟惯性控制策略。该策略在建立转子动能和系统频率偏差关系的基础上,建立了风电变流器直流侧电容电压和系统频率偏差的函数关系,在频率事件下能够充分利用电容所存储的能量来增强电网的惯性,提高电网的频率调节能力。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性。     

基于虚拟电阻的微网下垂控制方法

针对微网下垂控制中虚拟电抗和虚拟电阻存在的不足,利用虚拟电阻可使所有逆变器的输出阻抗呈阻性的特点,将虚拟电阻与P-V、Q-f下垂控制相结合用于微网中,并通过搭建Matlab仿真模型,比较了虚拟电抗和虚拟电阻的效果。结果表明,虚拟电阻与P-V、Q-f下垂控制相结合适用于微网,同时与虚拟电抗相比,虚拟电阻可减小谐波含量。     

一种新型光伏发电主动参与电网频率调节控制策略

大规模光伏发电并网挤占了具有转动惯量的同步发电机组空间,导致电力系统面临惯量减小与调频能力不足的问题,迫切需求光伏发电主动参与电网频率调节。文章以双级式光伏发电为研究对象,从光伏发电的惯量控制和与同步发电机组协调控制两个方面出发,通过改进Boost变换器和网侧逆变器的控制策略,实现光伏发电主动参与电网频率调节。其中,在惯量控制方面,提出基于高压直流电容动态的虚拟惯量控制,并分析控制参数对虚拟惯量控制的影响。最后,基于时域仿真算例验证了控制策略的有效性。     

基于改进自适应分段下垂控制的光伏直流微电网研究北大核心CSCD

在含多个光伏单元的直流微电网系统中,因各光伏出力的随机性,采用分段下垂控制会导致功率分配不合理,且无法有效控制母线电压。针对自适应分段下垂控制在光伏出力连续变化时存在下垂系数突变问题,文章基于非线性函数提出了一种改进的自适应分段下垂控制方法,使下垂特性曲线在额定工作点平稳过渡,改善轻载条件下母线电压偏移率及重载条件下功率的分配精度;其次,利用小信号分析法对光伏侧变流器建立输出阻抗模型,分析改进的控制方法对系统环流的影响;最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了改进的控制策略可以改善轻载状态母线电压偏移率及重载状态功率的分配精度,而且在光伏出力连续变化时,可以使系统的过渡更加平稳。     

多端直流输电系统分散式二次频率恢复及功率协调控制

多端直流输电系统由于直流输电的隔离作用,原有的频率控制机制只能作用于子网。为解决其二次频率恢复和有功功率协调问题,提出了一种完全分散式控制策略,该策略通信代价低,鲁棒性强。利用李雅普诺夫函数证明了设计的分散式控制器通过设置适当的控制器参数,可以在一定稳态误差范围内将频率调整到标称值,并根据不同的工作条件调整有功功率分配比。考虑了一个由4个交流系统组成的多端直流输电系统,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提出的分散式控制策略的有效性。     

基于改进下垂控制策略的微电网无功均分研究

由于分布式电源自身容量、线路阻抗不同等原因,在并联系统中采用传统下垂控制策略,不仅会造成各微源不能按照相对应的下垂系数进行无功功率均分,也会影响电能质量,为此提出一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略,首先分析了功率均分机理及影响因素,在此前提下通过引入虚拟阻抗削弱系统中的功率耦合关系,同时对电压和频率进行调节,从而实现系统的功率均分并保障电压与频率的稳定输出;最后在Matlab/Simulink环境中验证了该控制策略的可行性与有效性。该改进策略保证了有功负荷与无功负荷在各分布式电源间的合理分配,提高了能量利用率与系统稳定性。